Freund's adjuvant-induced inflammation: clinical findings and its effect on hepcidin mRNA expression in horses

Hypoferremia observed during systemic inflammatory disorders is regulated by hepcidin. Hepcidin up-regulation is particularly important during acute inflammation, as it restricts the availability of iron, which is necessary for pathogenic microorganism growth before adaptive immunity occurs. The aim of this study was to evaluate the clinical findings and hepatic hepcidin mRNA expression in horses using a Freund's complete adjuvant (FCA) model of inflammation. The expression of hepcidin mRNA in the liver was determined in healthy horses following two intramuscular injections of FCA at 0 h and 12 h. Plasma iron and fibrinogen concentrations were measured at multiple time points between 0 h and 240 h post-FCA injection (PI). Hepcidin mRNA expression was determined by RT-qPCR using liver biopsy samples performed at 0 h (control), 6 h and 18 h PI. The mean plasma fibrinogen level was significantly different from the control values only between 120 and 216 h PI. The mean plasma iron level was significantly lower than the control between 16 and 72 h PI, reaching the lowest levels at 30 h PI (33 % of the initial value), and returned to the reference value from 96 h PI to the end of the experiment. Hepcidin mRNA expression increased at 6 h PI and remained high at 18 h PI. The iron plasma concentration was an earlier indicator of inflammatory processes in horses when compared with fibrinogen and might be useful for the early detection of inflammation in the horse. FCA administration caused the rapid onset of hypoferremia, and this effect was likely the result of up-regulated hepatic hepcidin gene expression. This study emphasizes the importance of hepcidin and iron metabolism during inflammation in horses.

Pharmacokinetics and pharmacodynamics of propranolol in hypertensive patients after sublingual administration: systemic availability

The bioavailability of propranolol depends on the degree of liver metabolism. Orally but not intravenously administered propranolol is heavily metabolized. In the present study we assessed the pharmacokinetics and pharmacodynamics of sublingual propranolol. Fourteen severely hypertensive patients (diastolic blood pressure (DBP) ³115 mmHg), aged 40 to 66 years, were randomly chosen to receive a single dose of 40 mg propranolol hydrochloride by sublingual or peroral administration. Systolic (SBP) and diastolic (DBP) blood pressures, heart rate (HR) for pharmacodynamics and blood samples for noncompartmental pharmacokinetics were obtained at baseline and at 10, 20, 30, 60 and 120 min after the single dose. Significant reductions in BP and HR were obtained, but differences in these parameters were not observed when sublingual and peroral administrations were compared as follows: SBP (17 vs 18%, P = NS), DBP (14 vs 8%, P = NS) and HR (22 vs 28%, P = NS), respectively. The pharmacokinetic parameters obtained after sublingual or peroral drug administration were: peak plasma concentration (CMAX): 147 ± 72 vs 41 ± 12 ng/ml, P<0.05; time to reach CMAX (TMAX): 34 ± 18 vs 52 ± 11 min, P<0.05; biological half-life (t1/2b): 0.91 ± 0.54 vs 2.41 ± 1.16 h, P<0.05; area under the curve (AUCT): 245 ± 134 vs 79 ± 54 ng h-1 ml-1, P<0.05; total body clearance (CLT/F): 44 ± 23 vs 26 ± 12 ml min-1 kg-1, P = NS. Systemic availability measured by the AUCT ratio indicates that extension of bioavailability was increased 3 times by the sublingual route. Mouth paresthesia was the main adverse effect observed after sublingual administration. Sublingual propranolol administration showed a better pharmacokinetic profile and this route of administration may be an alternative for intravenous or oral administration.

Decreased spermatogenic and androgenic testicular functions in adult rats submitted to immobilization-induced stress from prepuberty

We investigated whether chronic stress applied from prepuberty to full sexual maturity interferes with spermatogenic and androgenic testicular functions. Male Wistar rats (40 days old) were immobilized 6 h a day for 60 days. Following immobilization, plasma concentrations of corticosterone and prolactin increased 135% and 48%, respectively, while plasma luteinizing hormone and testosterone presented a significant decrease of 29% and 37%, respectively. Plasma concentration of follicle-stimulating hormone was not altered in stressed rats. Chronic stress reduced the amount of mature spermatids in the testis by 16% and the spermatozoon concentration in the cauda epididymidis by 32%. A 17% reduction in weight and a 42% decrease in DNA content were observed in the seminal vesicle of immobilized rats but not in its fructose content. The growth and secretory activity of the ventral prostate were not altered by chronic stress.

Differential effects of isoproterenol on the activity of angiotensin-converting enzyme in the rat heart and aorta

The excessive stimulation of beta-adrenergic receptors in the heart induces myocardial hypertrophy. There are several experimental data suggesting that this hypertrophy may also depend, at least partially, on the increase of local production of angiotensin II secondary to the activation of the cardiac renin-angiotensin system. In this study we investigated the effects of isoproterenol on the activity of angiotensin-converting enzyme (ACE) in the heart and also in the aorta and plasma. Male Wistar rats weighing 250 to 305 g were treated with a dose of (±)-isoproterenol (0.3 mg kg-1 day-1, N = 8) sufficient to produce cardiac hypertrophy without deleterious effects on the pumping capacity of the heart. Control rats (N = 7) were treated with vehicle (corn oil). The animals were killed one week later. ACE activity was determined in vitro in the four cardiac chambers, aorta and plasma by a fluorimetric assay. A significant hypertrophy was observed in both ventricular chambers. ACE activity in the atria remained constant after isoproterenol treatment. There was a significant increase (P<0.05) of ACE activity in the right ventricle (6.9 ± 0.9 to 8.2 ± 0.6 nmol His-Leu g-1 min-1) and in the left ventricle (6.4 ± 1.1 to 8.9 ± 0.8 nmol His-Leu g-1 min-1). In the aorta, however, ACE activity decreased (P<0.01) after isoproterenol (41 ± 3 to 27 ± 2 nmol His-Leu g-1 min-1) while it remained unchanged in the plasma. These data suggest that ACE expression in the heart can be increased by stimulation of beta-adrenoceptors. However, this effect is not observed on other local renin-angiotensin systems, such as the aorta. Our data also suggest that the increased sympathetic discharge and the elevated plasma concentration of catecholamines may contribute to the upregulation of ACE expression in the heart after myocardial infarction and heart failure.

Stability of Natural Colorants of Plant Origin

In recent years, there have been studies that show a correlation between the hyperactivity of children and use of artificial food additives, including colorants. This has, in part, led to preference of natural products over products with artificial additives. Consumers have also become more aware of health issues. Natural food colorants have many bioactive functions, mainly vitamin A activity of carotenoids and antioxidativity, and therefore they could be more easily accepted by the consumers. However, natural colorant compounds are usually unstable, which restricts their usage. Microencapsulation could be one way to enhance the stability of natural colorant compounds and thus enable better usage for them as food colorants. Microencapsulation is a term used for processes in which the active material is totally enveloped in a coating or capsule, and thus it is separated and protected from the surrounding environment. In addition to protection by the capsule, microencapsulation can also be used to modify solubility and other properties of the encapsulated material, for example, to incorporate fat-soluble compounds into aqueous matrices. The aim of this thesis work was to study the stability of two natural pigments, lutein (carotenoid) and betanin (betalain), and to determine possible ways to enhance their stability with different microencapsulation techniques. Another aim was the extraction of pigments without the use of organic solvents and the development of previously used extraction methods. Stability of pigments in microencapsulated pigment preparations and model foods containing these were studied by measuring the pigment content after storage in different conditions. Preliminary studies on the bioavailability of microencapsulated pigments and sensory evaluation for consumer acceptance of model foods containing microencapsulated pigments were also carried out. Enzyme-assisted oil extraction was used to extract lutein from marigold (Tagetes erecta) flower without organic solvents, and the yield was comparable to solvent extraction of lutein from the same flowers. The effects of temperature, extraction time, and beet:water ratio on extraction efficiency of betanin from red beet (Beta vulgaris) were studied and the optimal conditions for maximum yield and maximum betanin concentration were determined. In both cases, extraction at 40 °C was better than extraction at 80 °C and the extraction for five minutes was as efficient as 15 or 30 minutes. For maximum betanin yield, the beet:water ratio of 1:2 was better, with possibly repeated extraction, but for maximum betanin concentration, a ratio of 1:1 was better. Lutein was incorporated into oil-in-water (o/w) emulsions with a polar oil fraction from oat (Avena sativa) as an emulsifier and mixtures of guar gum and xanthan gum or locust bean gum and xanthan gum as stabilizers to retard creaming. The stability of lutein in these emulsions was quite good, with 77 to 91 percent of lutein being left after storage in the dark at 20 to 22°C for 10 weeks whereas in spray dried emulsions the retention of lutein was 67 to 75 percent. The retention of lutein in oil was also good at 85 percent. Betanin was incorporated into the inner w1 water phase of a water1-in-oil-inwater2 (w1/o/w2) double emulsion with primary w1/o emulsion droplet size of 0.34 μm and secondary w1/o/w2 emulsion droplet size of 5.5 μm and encapsulation efficiency of betanin of 89 percent. In vitro intestinal lipid digestion was performed on the double emulsion, and during the first two hours, coalescence of the inner water phase droplets was observed, and the sizes of the double emulsion droplets increased quickly because of aggregation. This period also corresponded to gradual release of betanin, with a final release of 35 percent. The double emulsion structure was retained throughout the three-hour experiment. Betanin was also spray dried and incorporated into model juices with different pH and dry matter content. Model juices were stored in the dark at -20, 4, 20–24 or 60 °C (accelerated test) for several months. Betanin degraded quite rapidly in all of the samples and higher temperature and a lower pH accelerated degradation. Stability of betanin was much better in the spray dried powder, with practically no degradation during six months of storage in the dark at 20 to 24 °C and good stability also for six months in the dark at 60 °C with 60 percent retention. Consumer acceptance of model juices colored with spray dried betanin was compared with similar model juices colored with anthocyanins or beet extract. Consumers preferred beet extract and anthocyanin colored model juices over juices colored with spray dried betanin. However, spray dried betanin did not impart any off-odors or off-flavors into the model juices contrary to the beet extract. In conclusion, this thesis describes novel solvent-free extraction and encapsulation processes for lutein and betanin from plant sources. Lutein showed good stability in oil and in o/w emulsions, but slightly inferior in spray dried emulsions. In vitro intestinal lipid digestion showed a good stability of w1/o/w2 double emulsion and quite high retention of betanin during digestion. Consumer acceptance of model juices colored with spray dried betanin was not as good as model juices colored with anthocyanins, but addition of betanin to real berry juice could produce better results with mixture of added betanin and natural berry anthocyanins could produce a more acceptable color. Overall, further studies are needed to obtain natural colorants with good stability for the use in food products.

Limited-sampling strategy models for estimating the pharmacokinetic parameters of 4-methylaminoantipyrine, an active metabolite of dipyrone

Bioanalytical data from a bioequivalence study were used to develop limited-sampling strategy (LSS) models for estimating the area under the plasma concentration versus time curve (AUC) and the peak plasma concentration (Cmax) of 4-methylaminoantipyrine (MAA), an active metabolite of dipyrone. Twelve healthy adult male volunteers received single 600 mg oral doses of dipyrone in two formulations at a 7-day interval in a randomized, crossover protocol. Plasma concentrations of MAA (N = 336), measured by HPLC, were used to develop LSS models. Linear regression analysis and a "jack-knife" validation procedure revealed that the AUC0-¥ and the Cmax of MAA can be accurately predicted (R²>0.95, bias <1.5%, precision between 3.1 and 8.3%) by LSS models based on two sampling times. Validation tests indicate that the most informative 2-point LSS models developed for one formulation provide good estimates (R²>0.85) of the AUC0-¥ or Cmax for the other formulation. LSS models based on three sampling points (1.5, 4 and 24 h), but using different coefficients for AUC0-¥ and Cmax, predicted the individual values of both parameters for the enrolled volunteers (R²>0.88, bias = -0.65 and -0.37%, precision = 4.3 and 7.4%) as well as for plasma concentration data sets generated by simulation (R²>0.88, bias = -1.9 and 8.5%, precision = 5.2 and 8.7%). Bioequivalence assessment of the dipyrone formulations based on the 90% confidence interval of log-transformed AUC0-¥ and Cmax provided similar results when either the best-estimated or the LSS-derived metrics were used.

Age effects on the pharmacokinetics of tityustoxin from Tityus serrulatus scorpion venom in rats

The pharmacokinetics of scorpion venom and its toxins has been investigated in experimental models using adult animals, although, severe scorpion accidents are associated more frequently with children. We compared the effect of age on the pharmacokinetics of tityustoxin, one of the most active principles of Tityus serrulatus venom, in young male/female rats (21-22 days old, N = 5-8) and in adult male rats (150-160 days old, N = 5-8). Tityustoxin (6 µg) labeled with 99mTechnetium was administered subcutaneously to young and adult rats. The plasma concentration vs time data were subjected to non-compartmental pharmacokinetic analysis to obtain estimates of various pharmacokinetic parameters such as total body clearance (CL/F), distribution volume (Vd/F), area under the curve (AUC), and mean residence time. The data were analyzed with and without considering body weight. The data without correction for body weight showed a higher Cmax (62.30 ± 7.07 vs 12.71 ± 2.11 ng/ml, P < 0.05) and AUC (296.49 ± 21.09 vs 55.96 ± 5.41 ng h-1 ml-1, P < 0.05) and lower Tmax (0.64 ± 0.19 vs 2.44 ± 0.49 h, P < 0.05) in young rats. Furthermore, Vd/F (0.15 vs 0.42 l/kg) and CL/F (0.02 ± 0.001 vs 0.11 ± 0.01 l h-1 kg-1, P < 0.05) were lower in young rats. However, when the data were reanalyzed taking body weight into consideration, the Cmax (40.43 ± 3.25 vs 78.21 ± 11.23 ng kg-1 ml-1, P < 0.05) and AUC (182.27 ± 11.74 vs 344.62 ± 32.11 ng h-1 ml-1, P < 0.05) were lower in young rats. The clearance (0.03 ± 0.002 vs 0.02 ± 0.002 l h-1 kg-1, P < 0.05) and Vd/F (0.210 vs 0.067 l/kg) were higher in young rats. The raw data (not adjusted for body weight) strongly suggest that age plays a pivotal role in the disposition of tityustoxin. Furthermore, our results also indicate that the differences in the severity of symptoms observed in children and adults after scorpion envenomation can be explained in part by differences in the pharmacokinetics of the toxin.

Lycopene and ß-carotene protect in vivo iron-induced oxidative stress damage in rat prostate

It has been suggested that iron overload may be carcinogenic. In the present study, we evaluated the effect of plasma and prostate carotenoid concentration on oxidative DNA damage in 12-week-old Wistar rats treated with intraperitoneal (ip) ferric nitrilotriacetate (Fe-NTA) (10 mg Fe/kg). Plasma ß-carotene and lycopene concentrations were measured as a function of time after ip injection of carotenoids (10 mg kg-1 day-1 ß-carotene or lycopene) in rats. The highest total plasma concentration was reached 3 and 6 h after ip injection of lycopene or ß-carotene, respectively. After 5 days of carotenoid treatment, lycopene and ß-carotene were present in the 0.10-0.51 nmol/g wet tissue range in the prostate. Using a sensitive method to detected 8-oxo-7,8-dihydro-2'-deoxyguanosine (8-oxodGuo) by HPLC/EC, the level of 8-oxodGuo in rat prostate DNA was significantly higher (6.3 ± 0.6 residues/10(6) dGuo) 3 h after Fe-NTA injection compared with control rats (1.7 ± 0.3 residues/10(6) dGuo). Rats supplemented with lycopene or ß-carotene for 5 days prior to Fe-NTA treatment showed a reduction of about 70% in 8-oxodGuo levels to almost control levels. Compared with control rats, the prostate of Fe-NTA-treated animals showed a 78% increase in malondialdehyde accumulation. Lycopene or ß-carotene pre-treatment almost completely prevented lipid damage. Epidemiological studies have suggested a lower risk of prostate cancer in men reporting a higher consumption of tomato products. However, before associating this effect with tomato sauce constituents, more information is required. The results described here may contribute to the understanding of the protective effects of carotenoids against iron-induced oxidative stress.

Modeling and kinetic study of bio-ethanol production from soy protein concentrate by-product

Abstract The aim of this work was to evaluate a non-agitated process of bioethanol production from soybean molasses and the kinetic parameters of fermentation using a strain of Saccharomyces cerevisiae (ATCC® 2345). Kinetic experiment was conducted in medium with 30% (w v-1) of soluble solids without supplementation or pH adjustment. The maximum ethanol concentration was in 44 hours, the ethanol productivity was 0.946 g L-1 h-1, the yield over total initial sugars (Y1) was 47.87%, over consumed sugars (Y2) was 88.08% and specific cells production rate was 0.006 h-1. The mathematical polynomial was adjusted to the experimental data and provided very similar parameters of yield and productivity. Based in this study, for one ton of soybean molasses can be produced 103 kg of anhydrous bioethanol.

Contamination des solutions d’hyper-alimentation intraveineuses (HAIV) néonatales, effet de l’ascorbylperoxyde au foie

Introduction : Chez les nouveau-nés prématurés, l’hyper-alimentation intraveineuse (HAIV) contribue à leur survie, mais elle est aussi une source importante de molécules oxydantes. L’absence d’une protection adéquate contre la lumière ambiante génère in vitro, via la photo-excitation de la riboflavine, du H2O2, des peroxydes organiques et un dérivé peroxydé de la vitamine C, l’ascorbylperoxyde (AscOOH). Plusieurs données du laboratoire associent l’infusion d’HAIV à des désordres lipidiques dans notre modèle animal. L’hypothèse est donc que l’AscOOH a un pouvoir oxydant et est responsable de certains des effets biologiques observés. Mes objectifs sont les suivants : 1) développer une méthode de dosage de l’AscOOH; 2) démontrer, à l’aide du modèle animal bien établi au laboratoire, des relations entre la concentration tissulaire de cette molécule et des paramètres métaboliques et l’état redox au foie et dans la circulation; et 3) confirmer l’effet physiologique de l’AscOOH dans un modèle cellulaire. Méthode : Différents étalons internes potentiels ont été testés pour le dosage de l’AscOOH par spectrométrie de masse après séparation sur HPLC (LC-MS). Les phases mobiles et conditions chromatographiques ont été optimisées. Pour l’objectif 2, des cobayes de 3 jours de vie (n=11) ont reçu par voie intraveineuse une dose d’AscOOH (entre 0 et 3,3mM). Les animaux ont été sacrifiés au 4e jour de traitement pour le prélèvement de tissus. Les concentrations tissulaires d’AscOOH ont été déterminées au LC-MS. La triglycéridémie et la cholestérolémie ont été mesurées à l’aide d’un kit commercial par spectrophotométrie. Le glutathion oxydé et réduit ont été mesurés par électrophorèse capillaire. Les relations linéaires obtenues sont exprimées par le ratio des carrés (r2), et traitées par ANOVA. Résultats : La validation du dosage de l’AscOOH par LC-MS a été réalisée. Chez les animaux, la concentration urinaire d’AscOOH par créatinine corrèle positivement avec la dose reçue, négativement avec la lipidémie, et négativement avec le redox sanguin et érythrocytaire, indiquant un milieu moins oxydé. Conclusion : La concentration urinaire d’AscOOH peut donc être un reflet de l’oxydation de l’HAIV en clinique. Nos données chez l’animal suggèrent une interaction de l’AscOOH avec le métabolisme hépatique produisant une chute de la concentration plasmatique de cholestérol et de triglycérides. Le modèle cellulaire n’a pas permis d’élucider le mécanisme moléculaire de l’action de l’AscOOH sur le métabolisme.

Le remodelage cardiaque lors de la gestation chez la rate : implication du récepteur aux minéralocorticoïdes et altérations par un supplément sodique

La grossesse induit de profonds changements hémodynamiques et métaboliques de l’organisme maternel qui ont des conséquences sur le cœur. L’adaptation du cœur à cette condition physiologique nécessite un remodelage de sa structure et par conséquent des ajustements de sa fonction. Les mécanismes responsables de ces adaptations sont en grande partie inconnus. Cependant, ces connaissances sont essentielles pour la compréhension des complications cardiovasculaires, telle que l’hypertension gestationnelle (HG), qui constituent un risque pour la santé de la mère et du fœtus. Afin de caractériser les adaptations du cœur lors de la grossesse, l’originalité de notre approche expérimentale consistait à étudier le remodelage à l’échelle des cardiomyocytes du ventricule gauche. Ainsi, notre premier objectif était de déterminer les modifications structurales et fonctionnelles des cardiomyocytes chez la rate en vue d’identifier les altérations lors de l’HG. Chez les rates gestantes, le remodelage structural des cardiomyocytes se caractérise par une hypertrophie cellulaire avec une augmentation proportionnelle des dimensions. L’HG a été induite par un supplément sodique (0.9% NaCl) dans la diète. L’inadaptation structurale lors de l’HG se traduit par une diminution du volume cellulaire. L’étude des modifications fonctionnelles a révélé que lors de la gestation le fonctionnement contractile des cellules est dépendant de l’adaptation du métabolisme maternel. En effet, les substrats énergétiques, lactate et pyruvate, induisent une augmentation de la contractilité des cardiomyocytes. Cet effet est plus faible dans les cellules des rates hypertendues, ce qui suggère des anomalies du couplage excitation-contraction, dans lequel les courants calciques de type L (ICa-L) jouent un rôle important. Paradoxalement, le lactate et le pyruvate ont induit une augmentation de la densité des courants ICa-L seulement chez les rates hypertendues. Le récepteur aux minéralocorticoïdes (RM) est connu pour son implication dans le remodelage structuro-fonctionnel du cœur dans les conditions pathologiques mais pas dans celui induit par la grossesse. Notre deuxième objectif était donc de déterminer le rôle du RM dans l’adaptation de la morphologie et de la contractilité des cardiomyocytes. Des rates gestantes ont été traitées avec le canrénoate de potassium (20 mg/kg/jr), un antagoniste des RM. L’inhibition des RM pendant la gestation empêche l’hypertrophie cellulaire. De plus, l’inhibition des RM bloque l’effet du lactate et du pyruvate sur la contractilité. Chez la femme, la grossesse est associée à des changements des propriétés électriques du cœur. Sur l’électrocardiogramme, l’intervalle QTc est plus long, témoignant de la prolongation de la repolarisation. Les mécanismes régulant cette adaptation restent encore inconnus. Ainsi, notre troisième objectif était de déterminer le rôle du RM dans l’adaptation de la repolarisation. Chez la rate gestante, l’intervalle QTc est prolongé ce qui est corroboré par la diminution des courants potassiques Ito et IK1. L’inhibition des RM pendant la gestation empêche la prolongation de l’intervalle QTc et la diminution des courants Ito. Les travaux exposés dans cette thèse apportent une vision plus précise du remodelage cardiaque induit par la grossesse, qui est permise par l’étude à l’échelle cellulaire. Nos résultats montrent que lors de la gestation et de l’HG les cardiomyocytes subissent des remodelages morphologiques contrastés. Notre étude a aussi révélé que lors de la gestation, la fonction contractile est tributaire des adaptations métaboliques et que cette relation est altérée lors de l’HG. Nos travaux montrent que la régulation de ces adaptations gestationnelles fait intervenir le RM au niveau de la morphologie, de la relation métabolisme/fonctionnement contractile et de la repolarisation. En faisant avancer les connaissances sur l’hypertrophie de la grossesse, ces travaux vont permettre d’améliorer la compréhension des complications cardiovasculaires gestationnelles.

Effet des changements du ratio alimentaire oméga-3/oméga-6 dans un modèle d’infarctus du myocarde reperfusé chez le rat

Une mort cellulaire par apoptose impliquant un processus inflammatoire est observée dans le système limbique, suite à un infarctus du myocarde. Les oméga-3 et ses métabolites, en plus de leurs propriétés bénéfiques pour le système cardiovasculaire, réduisent l’inflammation, contrairement aux oméga-6 qui sont plus pro-inflammatoires. Comme le métabolisme de ces deux acides gras essentiels impliquent les mêmes enzymes, le ratio alimentaire oméga-3/6 aurait donc des impacts importants sur l'état inflammatoire et ainsi indirectement sur l'apoptose. Conséquemment, cette étude a pour but d'évaluer l'effet de différents ratios oméga-3/6 sur la taille de l’infarctus, l’inflammation et l’apoptose dans le système limbique suite à un infarctus du myocarde. Des rats Sprague-Dawley ont été aléatoirement distribués dans trois groupes contenant des ratios 1:1, 1:5 et 5:1 oméga-3/6. Ils ont été nourris pendant 2 semaines, suivie d’une occlusion de l’artère coronaire gauche descendante pendant 40 minutes et d’une période de reperfusion (15 min et 24 h). De hauts ratios d’oméga-3 (5:1 et 1:1) diminuent significativement la taille de l’infarctus de 32 % et augmentent l’activité d’Akt, impliquée dans la voie cardioprotectrice RISK, comparativement au ratio 1:5. Ils diminuent aussi la concentration plasmatique de TNF-D. Dans le système limbique, l’activité de la caspase-3 est augmentée dans la région CA1, après 15 min, et dans les régions du CA1 et du gyrus dentelé (Gd), après 24 h, avec la diète 1:5 en comparaison aux diètes 1:1 et 5:1. L’activité enzymatique de la caspase-8 est augmentée dans le Gd, alors que dans le CA1, il y a une activité plus importante de la caspase-9 aux temps de reperfusion étudiés. Conclusion: Les diètes élevées en oméga-3/oméga-6 réduisent la taille de l'infarctus, l’inflammation et diminuent l’apoptose dans le système limbique après un infarctus du myocarde.

Maternal nutrition and the risk of preeclampsia

La prééclampsie est responsable du quart des mortalités maternelles et est la deuxième cause de décès maternels associés à la grossesse au Canada et dans le monde. L’identification d’une stratégie efficace pour la prévention de la prééclampsie est une priorité et un défi primordial dans les milieux de recherche en obstétrique. Le rôle des éléments nutritifs dans le développement de la prééclampsie a récemment reçu davantage d’attention. Plusieurs études cliniques et épidémiologiques ont été menées pour déterminer les facteurs de risque alimentaires potentiels et examiner les effets d’une supplémentation nutritive dans le développement de troubles hypertensifs de la grossesse. Pour déterminer les effets de suppléments antioxydants pris pendant la grossesse sur le risque d’hypertension gestationnelle (HG) et de prééclampsie, un essai multicentrique contrôlé à double insu a été mené au Canada et au Mexique (An International Trial of Antioxidants in the Prevention of Preeclampsia – INTAPP). Les femmes, stratifiées par risque, étaient assignées au traitement expérimental quotidien (1 gramme de vitamine C et 400 UI de vitamine E) ou au placebo. En raison des effets secondaires potentiels, le recrutement pour l’essai a été arrêté avant que l’échantillon complet ait été constitué. Au total, 2640 femmes éligibles ont accepté d’être recrutées, dont 2363 (89.5%) furent incluses dans les analyses finales. Nous n’avons retrouvé aucune évidence qu’une supplémentation prénatale de vitamines C et E réduisait le risque d’HG et de ses effets secondaires (RR 0,99; IC 95% 0,78-1,26), HG (RR 1,04; IC 95% 0,89-1,22) et prééclampsie (RR 1,04; IC 95% 0,75-1,44). Toutefois, une analyse secondaire a révélé que les vitamines C et E augmentaient le risque de « perte fœtale ou de décès périnatal » (une mesure non spécifiée au préalable) ainsi qu’une rupture prématurée des membranes avant terme. Nous avons mené une étude de cohorte prospective chez les femmes enceintes recrutées dans l’INTAPP afin d’évaluer les relations entre le régime alimentaire maternel en début et fin de grossesse et le risque de prééclampsie et d’HG. Un questionnaire de fréquence alimentaire validé était administré deux fois pendant la grossesse (12-18 semaines, 32-34 semaines). Les analyses furent faites séparément pour les 1537 Canadiennes et les 799 Mexicaines en raison de l’hétérogénéité des régimes alimentaires des deux pays. Parmi les canadiennes, après ajustement pour l’indice de masse corporelle (IMC) précédant la grossesse, le groupe de traitement, le niveau de risque (élevé versus faible) et les autres facteurs de base, nous avons constaté une association significative entre un faible apport alimentaire (quartile inférieur) de potassium (OR 1,79; IC 95% 1,03-3,11) et de zinc (OR 1,90; IC 95% 1,07-3,39) et un risque augmenté de prééclampsie. Toujours chez les Canadiennes, le quartile inférieur de consommation d’acides gras polyinsaturés était associé à un risque augmenté d’HG (OR 1,49; IC 95% 1,09-2,02). Aucun des nutriments analysés n’affectait les risques d’HG ou de prééclampsie chez les Mexicaines. Nous avons entrepris une étude cas-témoins à l’intérieur de la cohorte de l’INTAPP pour établir le lien entre la concentration sérique de vitamines antioxydantes et le risque de prééclampsie. Un total de 115 cas de prééclampsie et 229 témoins ont été inclus. Les concentrations de vitamine E ont été mesurées de façon longitudinale à 12-18 semaines (avant la prise de suppléments), à 24-26 semaines et à 32-34 semaines de grossesse en utilisant la chromatographie liquide de haute performance. Lorsqu’examinée en tant que variable continue et après ajustement multivarié, une concentration de base élevée de gamma-tocophérol était associée à un risque augmenté de prééclampsie (quartile supérieur vs quartile inférieur à 24-26 semaines : OR 2,99, IC 95% 1,13-7,89; à 32-34 semaines : OR 4,37, IC 95% 1,35-14,15). Nous n’avons pas trouvé de lien entre les concentrations de alpha-tocophérol et le risque de prééclampsie. En résumé, nous n’avons pas trouvé d’effets de la supplémentation en vitamines C et E sur le risque de prééclampsie dans l’INTAPP. Nous avons toutefois trouvé, dans la cohorte canadienne, qu’une faible prise de potassium et de zinc, tel qu’estimée par les questionnaires de fréquence alimentaire, était associée à un risque augmenté de prééclampsie. Aussi, une plus grande concentration sérique de gamma-tocophérol pendant la grossesse était associée à un risque augmenté de prééclampsie.

Caractérisation de la pharmacocinétique de formulations sensibles au pH et de formulations destinées au traitement des intoxications médicamenteuses

La préparation de formulations à libération contrôlée est le domaine des sciences pharmaceutiques qui vise à modifier l’environnement immédiat des principes actifs pour en améliorer l’efficacité et l’innocuité. Cet objectif peut être atteint en modifiant la cinétique de circulation dans le sang ou la distribution dans l’organisme. Le but de ce projet de recherche était d’étudier le profil pharmacocinétique (PK) de différentes formulations liposomales. L’analyse PK, généralement employée pour représenter et prédire les concentrations plasmatiques des médicaments et de leurs métabolites, a été utilisée ici pour caractériser in vivo des formulations sensibles au pH servant à modifier la distribution intracellulaire de principes actifs ainsi que des liposomes destinés au traitement des intoxications médicamenteuses. Dans un premier temps, la PK d’un copolymère sensible au pH, à base de N-isopropylacrylamide (NIPAM) et d’acide méthacrylique (MAA) a été étudiée. Ce dernier, le p(NIPAM-co-MAA) est utilisé dans notre laboratoire pour la fabrication de liposomes sensibles au pH. L’étude de PK conduite sur les profils de concentrations sanguines de différents polymères a défini les caractéristiques influençant la circulation des macromolécules dans l’organisme. La taille des molécules, leur point de trouble ainsi que la présence d’un segment hydrophobe à l’extrémité des chaînes se sont avérés déterminants. Le seuil de filtration glomérulaire du polymère a été évalué à 32 000 g/mol. Finalement, l’analyse PK a permis de s’assurer que les complexes formés par la fixation du polymère à la surface des liposomes restaient stables dans le sang, après injection par voie intraveineuse. Ces données ont établi qu’il était possible de synthétiser un polymère pouvant être adéquatement éliminé par filtration rénale et que les liposomes sensibles au pH préparés avec celui-ci demeuraient intacts dans l’organisme. En second lieu, l’analyse PK a été utilisée dans le développement de liposomes possédant un gradient de pH transmembranaire pour le traitement des intoxications médicamenteuses. Une formulation a été développée et optimisée in vitro pour capturer un médicament modèle, le diltiazem (DTZ). La formulation liposomale s’est avérée 40 fois plus performante que les émulsions lipidiques utilisées en clinique. L’analyse PK des liposomes a permis de confirmer la stabilité de la formulation in vivo et d’analyser l’influence des liposomes sur la circulation plasmatique du DTZ et de son principal métabolite, le desacétyldiltiazem (DAD). Il a été démontré que les liposomes étaient capables de capturer et de séquestrer le principe actif dans la circulation sanguine lorsque celui-ci était administré, par la voie intraveineuse. L’injection des liposomes 2 minutes avant l’administration du DTZ augmentait significativement l’aire sous la courbe du DTZ et du DAD tout en diminuant leur clairance plasmatique et leur volume de distribution. L’effet de ces modifications PK sur l’activité pharmacologique du médicament a ensuite été évalué. Les liposomes ont diminué l’effet hypotenseur du principe actif administré en bolus ou en perfusion sur une période d’une heure. Au cours de ces travaux, l’analyse PK a servi à établir la preuve de concept que des liposomes possédant un gradient de pH transmembranaire pouvaient modifier la PK d’un médicament cardiovasculaire et en diminuer l’activité pharmacologique. Ces résultats serviront de base pour le développement de la formulation destinée au traitement des intoxications médicamenteuses. Ce travail souligne la pertinence d’utiliser l’analyse PK dans la mise au point de vecteurs pharmaceutiques destinés à des applications variées. À ce stade de développement, l’aspect prédictif de l’analyse n’a pas été exploité, mais le côté descriptif a permis de comparer adéquatement diverses formulations et de tirer des conclusions pertinentes quant à leur devenir dans l’organisme.

Implication du CYP2D6 dans la pharmacodynamie et la pharmacogénomique de l’oxycodone

La variabilité interindividuelle dans la réponse aux médicaments constitue une problématique importante pouvant causer des effets indésirables ou l’échec d’un traitement. Ces variabilités peuvent être causées par une diminution de l’activité de l’enzyme responsable du métabolisme de certains médicaments, fréquemment les cytochromes P450, un système enzymatique majeur dans le métabolisme de ces derniers. Ces enzymes sont sujets à des mutations génétiques appelées polymorphismes, qui altèrent l’activité métabolique. Il est donc important d’évaluer le rôle de ces enzymes dans le métabolisme des médicaments afin d’identifier leur responsabilité dans la variabilité interindividuelle de la réponse au traitement. Parmi l’important système enzymatique que représentent les cytochromes P450, l’isoenzyme CYP2D6 est particulièrement étudiée, ses variations métaboliques revêtant une haute importance clinique. L’un des substrats du CYP2D6 est l’oxycodone, un analgésique narcotique largement prescrit en clinique. Une grande variabilité est observée dans la réponse analgésique à l’oxycodone, variabilité pouvant être causée par un polymorphisme génétique. Il est connu que des variations génétiques dans le CYP2D6 compromettent la réponse analgésique à la codéine en rendant moins importante la formation de son métabolite actif, la morphine. Par analogie, plusieurs études supportent l’hypothèse selon laquelle le métabolite oxymorphone, formée par l’isoenzyme CYP2D6, serait responsable de l’analgésie de l’oxycodone. Une déficience génétique de l’enzyme compromettrait la réponse analgésique au médicament. Les travaux effectués dans le cadre de ce mémoire ont démontré que l’inhibition du CYP2D6 chez des sujets volontaires réduit de moitié la production d’oxymorphone, confirmant l’importante implication de l’enzyme dans le métabolisme de l’oxycodone. Ces résultats démontrent une forte ressemblance avec le métabolisme de la codéine, suggérant que l’oxymorphone pourrait être responsable de l’analgésie. Cependant, les travaux effectués n’ont pu établir de relation entre la concentration plasmatique d’oxymorphone et le niveau d’analgésie ressenti par les sujets. La continuation des études sur le mécanisme d’action de l’oxycodone dans la réponse analgésique est essentielle afin d’établir la source des variabilités interindividuelles expérimentées par les patients et ainsi d’éviter des effets secondaires ou lacunes dans le traitement.